Модели земной системы являются основным инструментом для прогнозирования последствий изменения климата. Однако запуск этих моделей с достаточным разрешением для оценки рисков на локальном уровне нецелесообразен с вычислительной точки зрения. Модели сверхвысокого разрешения на основе глубокого обучения предлагают перспективное решение для даунскейлинга результатов моделей земной системы до более высокого разрешения путём обучения на данных. Тем не менее, из-за региональных различий в климатических процессах эти модели обычно нуждаются в переобучении для каждой географической области, что требует высокоточных данных наблюдений, которые неравномерно доступны по всему миру. Это подчёркивает необходимость оценки того, насколько хорошо эти модели обобщают данные в разных географических регионах. Для решения этой проблемы авторы представляют RainShift, набор данных и эталон для оценки детализации данных в условиях географических изменений распределения. Они оценивают современные подходы к даунскейлингу, включая GAN и диффузионные модели, с точки зрения обобщения данных в условиях их дефицита между Глобальным Севером и Глобальным Югом. Полученные результаты показывают существенное снижение производительности в регионах, выходящих за пределы области распространения, в зависимости от модели и географического района. Хотя расширение области обучения, как правило, улучшает обобщение, этого недостаточно для преодоления сдвигов между географически различными регионами. Было показано, что устранение этих сдвигов, например, посредством адаптации области, может улучшить пространственное обобщение. Эта работа расширяет глобальную применимость методов даунскейлинга и представляет собой шаг к сокращению неравенства в доступе к климатической информации высокого разрешения.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-34557-4

Во время комбинированных волн тепла и засухи (КВТЗ) наблюдается аномально повышенный уровень содержания озона (O₃), что представляет серьёзную экологическую и социально-экономическую угрозу. Реакция O₃ на КВТЗ осложняется взаимосвязью растительности и атмосферы, влияющей на биогенные выбросы и отложение устьиц. В данном исследовании авторы использовали региональную совместную метеорологическо-химико-растительную модель, интегрированную с оптимизированным алгоритмом выбросов во время засухи и интерактивной схемой сухого осаждения, для изучения взаимосвязи растительности и атмосферы и её влияния на загрязнение O₃ во время КВТЗ. Анализ показывает, что КВТЗ усилились в Северном полушарии, с более частым возникновением, большей интенсивностью и большей продолжительностью по сравнению со средними климатическими условиями. Необычно повышенные уровни концентрации O₃ и частота превышения более чем на 20% по сравнению с нормальными условиями наблюдались во время КВТЗ в Соединённых Штатах, Западной Европе и Китае. Результаты моделирования показывают, что волны тепла и засухи в совокупности приводят к увеличению выбросов биогенных летучих органических соединений в регионах с растительностью на 10–24% в летний период, за исключением районов, сильно пострадавших от засухи. Кроме того, экстремально жаркие и сухие условия вызывают закрытие устьев и подавляют рост растений, препятствуя удалению озона через устья растительностью, испытывающей дефицит воды. Предполагается, что такие сложные обратные связи между растительностью и атмосферой существенно усугубляют загрязнение озоном во время экстремальных погодных явлений, имея такое же важное значение, как и увеличение скорости фотохимических процессов. Представленные результаты предлагают новый взгляд на взаимодействие климата, растительности и химии в контексте сложных экстремальных погодных явлений.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JD044433

Увеличение частоты экстремальных волн тепла в сочетании с глубокой декарбонизацией энергосистемы создают всё большие проблемы для надёжной работы городских энергосистем. В мегаполисах отключения электроэнергии, вызванные волнами тепла, оставляют густонаселённые и уязвимые сообщества подверженными длительному тепловому стрессу, что значительно повышает риски для здоровья населения. В ответ на это авторы предлагают концепцию декарбонизации с учётом охраны здоровья, которая интегрирует метеорологию, энергосистемы и городское здравоохранение, предлагая комплексное системное решение для поддержки развития устойчивых и жизнеспособных городов в условиях усиливающегося климатического стресса. Полученные результаты показывают, что, хотя декарбонизация энергосистемы имеет решающее значение для достижения климатических целей, она может непреднамеренно увеличить смертность от жары в крупных городах. В мегаполисе Гуандун-Гонконг-Макао ожидается, что число городов с избыточной смертностью более 3% увеличится с одного в 2030 году до девяти к 2050 году. Однако стратегии декарбонизации, учитывающие потребности здравоохранения, могут сократить избыточную смертность на 55,38 - 65,01% и снизить общие ежегодные затраты на 8,71 - 13,63%.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-026-03198-4

Деградация многолетней мерзлоты наносит необратимый ущерб гражданской инфраструктуре Арктики и угрожает более широкой пан-арктической экономике. В настоящее время отсутствие геомеханического картирования геоопасных явлений в арктической инфраструктуре на уровне местных сообществ препятствует её эффективному планированию. Авторы разрабатывают структуру, интегрирующую геотехнические модели, основанные на физических принципах, с моделью тепловых процессов в грунте для оценки изменений осадки при оттаивании и несущей способности фундаментов гражданской инфраструктуры в XXI веке с пространственным разрешением 30 метров. Они обнаружили, что осадка ускоряется, а несущая способность нелинейно снижается как на региональном, так и на местном уровнях. К середине века, по прогнозам, менее 10% инфраструктуры на севере Аляски будет находиться под угрозой; однако переходный период наступает между 2060-ми и 2080-ми годами. В течение этого переходного периода риск для инфраструктуры резко возрастет, и, по прогнозам, большинство объектов инфраструктуры окажутся под угрозой. Представленные результаты подчёркивают острую необходимость в разработке упреждающих стратегий адаптации для защиты арктической инфраструктуры от геоопасных явлений, вызванных деградацией многолетней мерзлоты.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-026-03240-5

Быстрое потепление в Арктике приводит к таянию богатой углеродом многолетней мерзлоты, высвобождая парниковые газы, ускоряющие изменение климата. Несмотря на важность этой обратной связи, глобальные модели, учитывающие многолетнюю мерзлоту, воспроизводят только постепенное, нисходящее утолщение сезонно оттаивающей почвы. При этом игнорируется резкое оттаивание многолетней мерзлоты и усиление пожаров, которые уничтожают углерод в почве и ещё больше ускоряют оттаивание. Авторы расширяют компактную модель земной системы (OSCAR v3.0), позволяющую проводить первоначальные оценки воздействия резкого оттаивания и лесных пожаров, а также постепенного оттаивания, на оставшийся углеродный баланс, соответствующий температурным целям Парижского соглашения. Эта модель показывает, что учёт выбросов углерода, связанных с таянием многолетней мерзлоты и пожарами, снижает оставшийся допустимый углеродный бюджет с 2025 года на 25 ± 12 % для предотвращения повышения температуры на 1,5 °C и на 17 ± 7 % для предотвращения повышения температуры на 2,0 °C по сравнению с моделированием без учёта этих процессов. Учёт этих дополнительных выбросов имеет решающее значение для установления целевых показателей сокращения выбросов в соответствии с Парижским соглашением.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-026-03189-5

Естественный поглотитель углерода на суше удаляет примерно 25–30% антропогенных выбросов CO₂, играя, таким образом, критическую роль в компенсации глобального потепления. В глобальном углеродном бюджете естественное поглощение на суше оценивается с помощью модельных расчётов, которые изолируют реакцию углерода на суше на изменения окружающей среды (т. е. повышение концентрации CO₂ в атмосфере, осаждение азота и изменения климата). Однако эти расчёты предполагают фиксированный доиндустриальный земельный покров, не отражая современные ландшафты, изменённые человеком. Это приводит к систематической переоценке площади лесов и, следовательно, величины поглощения CO₂ в регионах, существенно изменённых деятельностью человека. Авторы представляют новый процессный подход к оценке естественного поглотителя углерода на суше с использованием динамических глобальных моделей растительности. Их скорректированная оценка уменьшает естественное поглощение углерода на суше примерно на 20% (0,6 ПгС в год) за период 2015–2024 гг., с 3,00 ± 0,94 до 2,42 ± 0,77 ПгС в год. Была учтена эта новая оценка естественного поглотителя углерода на суше вместе с выбросами от изменения землепользования, полученными из моделей учёта, с целью оценить суммарное поглощение углерода сушей в размере 1,19 ± 1,04 ПгС в год, что тесно согласуется с ограничениями атмосферной инверсии. Это снижение оценки естественного поглотителя углерода на суше уменьшает величину дисбаланса бюджета на 2015–2024 гг., что указывает на более последовательное распределение глобального углеродного бюджета.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-01302-7

Образование ядер конденсации облаков является критически важным, но неопределённым фактором в динамике климата Арктики. Основной вклад в формирование ядер вносит образование новых частиц, однако географические вариации активности и факторы, определяющие её, остаются малоизученными. В данной работе представлен девятилетний (2010–2018 гг.) анализ распределения частиц по размерам в атмосфере из Тикси, интегрированный с моделированием траекторий воздушных масс и дистанционным зондированием океана. Авторы показали, что скорость образования аэрозолей значительно увеличивается — скорость образования частиц возрастает на 300%, а скорость роста — на 60% — когда воздушные массы проходят над регионами Северного Ледовитого океана с высокой концентрацией терригенного растворённого органического вещества из речного стока. Используя несколько аналитических подходов, авторы определили богатые терригенным растворённым органическим веществом воды как ключевые источники образования аэрозолей, вероятно, обусловленные окислением биотических и абиотических летучих органических соединений, выделяемых на границе раздела воздух-океан. Отмечается, что большинство атмосферных измерений проводится вдали от дельт арктических рек, несмотря на то, что 11% свободной ото льда части Северного Ледовитого океана подвержены влиянию высоких концентраций растворённого органического вещества в терригенных отложениях. Полученные результаты показывают, что речной приток и последующее образование аэрозолей являются основным источником арктических аэрозолей, который в значительной степени игнорировался.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02986-8

Изменения частоты тропических циклонов в условиях потепления климата остаются крайне неопределёнными, а результаты моделирования часто противоречивы. В данном исследовании, на основе анализа результатов 26 моделей CMIP6 в рамках сценария SSP5-8.5, авторы прогнозируют снижение частоты тропических циклонов в мире на 2–10% к концу XXI века. Это снижение обусловлено потеплением, подобным Эль-Ниньо, характеризующимся усилением потепления в экваториальной центрально-восточной части Тихого, экваториальной части Атлантического и северной части Индийского океанов. Эти неравномерные тенденции температуры поверхности моря ослабляют её зональные градиенты, подавляя циркуляцию Уокера и вызывая атмосферные реакции типа Гилла на локальное нагревание, а также смещение межтропической зоны конвергенции к экватору. Эти изменения уменьшают восходящее движение в большинстве бассейнов, подавляя образование тропических циклонов. Кроме того, радиационное воздействие уменьшает межполушарные температурные контрасты, ослабляя трансэкваториальную циркуляцию Хэдли и ещё больше снижая частоту тропических циклонов, особенно в южной части Индийского океана. Полученные результаты подчёркивают критическую роль пространственно неоднородного роста температуры поверхности моря в модулировании активности тропических циклонов и указывают на необходимость снижения неопределённостей в будущих прогнозах температуры поверхности моря. Эти выводы расширяют физическое понимание климатически обусловленных прогнозов тропических циклонов и предоставляют важные рекомендации для планирования адаптации в уязвимых регионах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-026-01330-x

Региональная изменчивость климата проявляется через различные атмосферные режимы, влияющие на погоду, климат и предсказуемость. Однако их реакция на глобальное потепление остаётся невыясненной. Используя сто реализаций из большого ансамбля моделей земной системы, авторы исследуют сдвиги в зимних атмосферных режимах Северной Атлантики и Североатлантическом колебании до и после 1995 года, подчёркивая обнаруживаемое влияние антропогенного потепления на атмосферную циркуляцию. В рамках структуры большого ансамбля внутренняя изменчивость изолируется путём удаления среднего значения ансамбля. При антропогенном потеплении число состояний режима, связанных с вынужденным откликом, остаётся постоянным, хотя их пространственные структуры циркуляции претерпевают существенную реорганизацию. В отличие от этого, только внутренняя изменчивость демонстрирует сокращение числа состояний режима. Прогнозы на будущее указывают на смещение в сторону более частых положительных фаз Североатлантического колебания, сопровождающихся низкоамплитудными отрицательными фазами в конце столетия, наряду с заметным снижением его изменчивости и изменением западных ветров в средней тропосфере.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-026-03180-0

По мере повышения глобальных температур волны тепла становятся всё более интенсивными и частыми, затрагивая уязвимые группы населения, особенно в малообеспеченных сообществах. Для оценки воздействия волн тепла необходимы данные высокого разрешения, позволяющие оценить их влияние на производительность труда, общественное здравоохранение и климатические риски. Авторы публикуют набор данных комплексных индексов тепла (Comprehensive Heat Indices, CHI), представляющий собой почасовой набор данных высокого разрешения (0,1° × 0,1°) за период с 1950 по 2024 гг., полученный на основе реанализов ERA5 и ERA5-Land. Набор данных CHI включает тринадцать индексов теплового стресса, в том числе температуру влажного термометра, универсальный термический климатический индекс, среднюю лучистую температуру, ветровое охлаждение и летальный индекс теплового стресса (lethal heat stress index, Ls). Пороговые значения для Ls эмпирически связаны со смертностью, что позволяет выявлять опасные для жизни события, связанные с жарой. Ls чувствителен к изменчивости влажности почвы, что улучшает оценку в сельскохозяйственных регионах. Набор данных CHI поддерживает использование как внутри, так и вне помещений и чувствителен к влажности, радиации и ветру. Охватывая глобальную территорию суши от 60° ю.ш. до 75° с.ш. и от 180° з.д. до 180° в.д., он обеспечивает уникальную долгосрочную перспективу пространственных и временных тенденций теплового стресса, которые имеют решающее значение для исследований воздействия изменения климата и планирования адаптации.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-06519-y